Método com computador quântico acelera em 30 vezes o controle de robôs

Controle de movimento de robôs com computador quântico

Por meio de um computador quântico

Cientistas russos, segundo o jornal «Kommersant», criaram uma forma de acelerar em dezenas de vezes processos ligados ao movimento de robôs - mais especificamente, um ganho de 30 vezes.

O trabalho é de pesquisadores da Laboratório Científico de Inteligência Artificial, Análise de Dados e Modelagem имени do professor A. N. Gorban, da Universidade Central, do Instituto de IA da Universidade de Innopolis e de outros institutos. Eles propuseram um método para tornar mais rápido o controle de robôs.

O que, exatamente, fica mais rápido no controle de robôs

A melhoria diz respeito à latência entre a decisão do sistema - por exemplo, qual posição um robô (ou uma de suas partes) deve assumir - e o instante em que o movimento, de fato, começa.

Além disso, a proposta prevê movimentos mais suaves e otimizados do ponto de vista de custos: nesse cenário, o robô deixaria de executar ações desnecessárias.

Cinemática inversa e otimização com computador quântico

Em termos gerais, o tema é o que se chama de cinemática inversa. Enquanto uma pessoa normalmente não pensa em como realiza um gesto (por exemplo, mover o braço), no caso de um robô o sistema precisa saber com precisão como acionar seus componentes para produzir cada movimento.

A ideia dos cientistas russos é converter o problema para um formato adequado a um computador quântico. Nesse arranjo, os ângulos entre as “articulações” do robô são codificados como uma sequência específica de cadeias de zeros e uns, e a busca pela melhor posição se reduz a encontrar o mínimo de uma função quadrática desses zeros e uns.

"Esse formato permite usar o recozimento quântico - uma tecnologia implementada em novos processadores - para buscar o mínimo global em um espaço de soluções complexo, ou seja, otimizar os movimentos. Isso é análogo a como muitos músculos humanos se contraem e relaxam para que a mão pegue com precisão uma xícara de café."

"Os experimentos foram realizados em um processador quântico real da D-Wave. Os cientistas avaliaram como o comprimento da cadeia (isto é, a capacidade do processador) afeta a precisão das ações e o tempo de execução do algoritmo. Os resultados mostraram que algoritmos híbridos quântico-clássicos alcançaram uma aceleração de mais de 30 vezes em comparação com métodos clássicos baseados em silício."